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行业新闻

大规模定制模式之于MES的三点思考

大规模定制(Mass Custermization) ,其目标是大规模生产定制化产品,并且在效率、质量(一致性)等指标方面与大规模批量生产等齐。

这是一种理想或者追求,其提出的背景是目前越发普遍的多品种、变批量、研产混线的生产特点。

大规模定制具有丰富的内涵,设计的模块化是源头,但这个范围就有点大了,设计与制造各司其职是目前普遍的常态,因此,本文重点从制造方面,尤其是执行控制角度,对大规模定制下的MES策略,做出一些初步思考。

(1)模式:定制分离点决定了MES的根本模式

大规模定制具有定制分离点,不同的定制分离点主导的MES系统模式重点也是不同的。

比如面向备货型生产的MTS,是直接面向库存而不是面向订单的,通过库存的控制,牵引生产节奏,包括虚拟补货型生产订单的生成并制定生产计划,一般这种生产计划不需要人的干预而是系统自动生成的。

比如面向订货型生产的MTO,是没有订单就不生产的,传统上我们说的MES或APS大多都是面向这种情况的。

但对于大规模定制而言,严格的等到见到了订单再生产,有时候生产周期是根本无法满足的,也是为了提高对客户的响应速度,这时候就涉及到需要两个方面的改进:一是基于预测提前投产,包括各种物料的提前准备,涉及到需求预测方面的技术;二是在APS中,属于MTS和MTO混合的模式。企业的运行模式是复杂的,MES相关的技术也应针对性的调整与改变。

(2)效率:大规模的定制对MES系统提出了更严苛的快速响应要求

主要体现在三个方面。

一是,业务流程及其信息的快速响应。这方面应该秉持“管理自动化”的思路,规范和固化业务流程,避免歧义乃至可选的业务流程,对信息内容和格式进行结构化表达和组织,目标是实现信息的快速甚至自动的流转。

二是,多发生产切换的有效控制:大规模定制涉及到频繁的生产切换,在实物上需要建立类似精益生产的快换工装,在APS方面需要进行灵活的组批排产控制,争取实现从小批量到订单组合后的大批量生产,一定程度上减少生产切换,追求批量经济效益。

三是,生产扰动的快速响应处理:即使进行了生产切换控制,但总体而言,大规模定制对于生产而言,仍然是大量的碎片化订单在并行生产的状态。生产扰动的类型是多样的,应该在线下进行规范、系统进行体现、技术进行保证。比如对于APS,需要实现快速的生产作业计划的响应调整处理,应结合企业的实际约束或响应要求进行快速的处理。

(3)质量:多品种小批量下的质量一致性控制问题

这里所提的质量一致性,是因为大批量生产由于生产条件相对固化,质量一致性比较好,但对于大规模定制而言,不可能建立物理上的专线来只生产一种产品,固定的专线无法满足多品种变批量的混线并行生产。那有什么办法,在多品种小批量生产能够达到类似大批量生产所具有的质量一致性的目标,就是需要解决的问题。

一是,SPC控制手段。这是传统的手段,但也是必须的,这里就不多说了。

二是,品种不多时,建立资源的配置模板库。制定不同品种间生产切换的规范,遵照执行即可。建立资源配置模板库的目的是,保证某种产品的生产条件,包括机床、人员等都保持不变,有利于提高质量一致性。这种实现涉及到对车间制造资源及其加工历史经验和数据的提炼,也不失为大数据运用的一种方式。

三,品种很多时,通过APS实现基于逻辑制造单元的资源配置。这种单元是随任务而建立,随任务结束而解散的。这种单元是逻辑而非物理的,当然物理临近的因素也是应该考虑的。既然有了单元,零件在单元的周转应该流水式而非离散式的,否则单元的效力并没有真正发挥出来,此时应该考虑“一个流”的生产方式,也有利于保证质量一致性。当然,哪些任务走单元也是需要综合判断分析,一般来说大件、精密件、批量件,或者关重件,是需要走单元的。对于APS而言,技术上非常复杂,但效果上应该是很好的,是支持大规模定制下多品种变批量生产模式的支撑技术。